Perilaku Material Baja dan Konsep Perencanaan Struktur Baja

Integrity, Professionalism, & Entrepreneurship Mata Kuliah Kode SKS

: Perancangan Struktur Baja : CIV – 303 : 3 SKS

Perilaku Material Baja dan Konsep Perencanaan Struktur Baja Pertemuan - 1

Integrity, Professionalism, & Entrepreneurship • Sub Pokok Bahasan : • Perilaku Mekanis Baja • Pengantar LRFD Untuk Desain Baja • Text Book : • Setiawan, A. (2013). Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD, 2nd ed. Penerbit Erlangga. ISBN : 978-602-241-498-8 • Salmon, C.G., & Johnson, J.E., (2009). Steel Structures Design and Behavior. 5th ed. Pearson Prentice Hall. ISBN : 978-0-13-206119-3 • SNI 1729-2015. (2015) Spesifikasi Untuk Bangunan Gedung Baja Struktural Bobot Penilaian Tugas Ujian Tengah Semester Ujian Akhir Semester

: : 30 % : 30% : 40%

Integrity, Professionalism, & Entrepreneurship

+ $ 190,-

Rp 119.200,00

http://bukuerlangga.com/5310-perencanaan-struktur-baja-dengan-metode-lrfd-edisiii-0076240010.html

Integrity, Professionalism, & Entrepreneurship W1 W2

Pendahuluan Batang Tarik

W3 W4

Batang Tekan

Model Struktur & Output Gaya Dalam Desain Batang Tarik

Sambungan Baut

W7 W9

Perhitungan Beban Gording Perhitungan Beban Rafter

W5 W6

Pengambilan Tugas

Desain Batang Tekan Sambungan Las

W 10 W 11

Balok Lentur

Perhitungan Sambungan

W 12 W 13 W 14 W 15

Desain Gording Tekuk Torsi Lateral Gambar & Laporan Akhir


Material Baja  Baja yang akan digunakan dalam struktur dapat diklasifikasikan menjadi : • Baja Carbon (Carbon Steel) • Baja Paduan Rendah Mutu Tinggi (High Strength-Low Alloy Steel, HSLA) • Baja Paduan (Alloy Steel)  Sifat – sifat mekanik dari baja tersebut seperti tegangan leleh dan tegangan putusnya diatur dalam ASTM A6/A6M.


Carbon Steel • Baja karbon dibagi menjadi 3 kategori tergantung dari persentase kandungan karbonnya, yaitu : baja karbon rendah (C = 0,03 – 0,35%), baja karbon medium (C = 0,35 – 0,50%), dan baja karbon tinggi ( C = 0,55 – 1,70% ). • Baja yang sering digunakan dalam struktur adalah baja karbon medium, misalnya baja BJ 37. Kandungan karbon baja medium bervariasi dari 0,25 – 0,29% tergantung ketebalan. • Selain karbon, unsur lain yang juga terdapat dalam baja karbon adalah mangan (0,25 – 1,50%), Silikon (0,25 – 0,30%), fosfor (maksimal 0,04%) dan sulfur (0,05%). • Baja karbon menunjukkan titik peralihan leleh yang jelas. Naiknya persentase karbon meningkatkan tegangan leleh namun menurunkan daktilitas, salah satu dampaknya adalah membuat pekerjaan las menjadi lebih sulit. • Baja karbon umumnya memiliki tegangan leleh (fy) antara 210 – 250 MPa


High Strength-Low Alloy (HSLA) • Tegangan leleh berkisar antara 290 – 550 MPa dengan tegangan putus (fu) antara 415 – 700 MPa. • Titik peralihan leleh dari baja ini nampak dengan jelas • Penambahan sedikit bahan – bahan paduan seperti chromium, columbium, mangan, molybden, nikel, phospor, vanadium atau zirkonium dapat memperbaiki sifat – sifat mekaniknya. • Bahan – bahan paduan ini mampu memperbaiki sifat mekanik baja dengan membentuk mikrostruktur dalam bahan baja yang lebih halus.


Baja Paduan • Baja paduan rendah (low alloy) dapat ditempa dan dipanaskan untuk memperoleh tegangan leleh antara 550 – 760 MPa. • Titik peralihan leleh tidak nampak dengan jelas • Tegangan leleh dari baja paduan biasanya ditentukan sebagai tegangan yang terjadi saat timbul regangan permanen sebesar 0,2%, atau dapat ditentukan pula sebagai tegangan pada saat regangan mencapai 0,5%. Baut yang biasa digunakan sebagai alat pengencang mempunyai tegangan putus minimum 415 MPa hingga 700 MPa. Baut mutu tinggi mempunyai kandungan karbon maksimum 0,30 %, dengan tegangan putus berkisar antara 733 hingga 838 MPa.



• Agar dapat memahami perilaku suatu struktur baja, maka seorang ahli struktur harus memahami pula sifat – sifat mekanik dari baja. • Model pengujian yang paling tepat untuk medapatkan sifat – sifat mekanik dari material baja adalah dengan melakukan uji tarik terhadap suatu benda uji baja.


Titik – titik penting dalam kurva tegangan – regangan antara lain adalah : fp : batas proporsional fe : batas elastis fyu, fy : tegangan leleh atas dan bawah fu : tegangan putus sh : regangan saat mulai terjadi efek strain – hardening (penguatan regangan) u : regangan saat tercapainya tegangan putus

Integrity, Professionalism, & Entrepreneurship Dalam perencanaan struktur baja, SNI 03-1729-2002 mengambil beberapa sifat – sifat mekanik dari material baja yang sama yaitu : • Modulus Elastisitas, E = 200.000 MPa • Modulus Geser, G = 80.000 MPa • Angka Poisson = 0,30 • Koefisien muai panjang,  = 12.10  6/oC


ASTM

Kelas

A36 A53

B 290 315 345

A242

B A500 C A501 A514 A529

A572

A588

620 690 290 345 290 345 380 415 450 345 315 290

F y min (MPa) 250 240 290 315 345 290 317 317 345 250 620 690 290 345 290 345 380 415 450 345 315 290

Tebal Canai PSB maksimum Panas pelat (mm) Round Rect 400-550 100 415 435 40-100 460 20-40 480 20 400 400 427 427 400 690-895 65-150 760-895 65 415-585 13 485-690 25 415 150 450 100 485 50 520 32 550 32 485 100 460 100-125 435 125-200 Fu (MPa)

Pipa

Pelat


Konsep LRFD Untuk Desain Baja • Dua filosofi yang sering digunakan dalam perencanaan struktur baja adalah perencanaan berdasarkan kekuatan ijin ( Allowable Strength Design/ASD ) dan perencanaan kondisi batas / limit states design ( Load and Resistance Factor Design/LRFD ). • Metoda ASD dalam perencanaan struktur baja telah digunakan dalam kurun waktu kurang lebih 100 tahun. Dan dalam 20 tahun terakhir prinsip perencanaan struktur baja mulai beralih ke konsep LRFD yang jauh lebih rasional dengan berdasarkan pada konsep probabilitas. • Pada SNI 2015, metode LRFD diistilahkan sebagai Desain Faktor Beban dan Ketahanan (DFBK) sedangkan metode ASD diistilahkan sebagai Desain Kekuatan Ijin (DKI).


Metode DFBK

Ru <  Rn

Dengan : Ru adalah kekuatan perlu yang dihitung menggunakan kombinasi beban DFBK Rn adalah kekuatan nominal  adalah faktor tahanan Rn adalah kekuatan desain

Metode DKI

Rn Ra  W Dengan : Ra adalah kekuatan perlu yang dihitung menggunakan kombinasi beban DKI Rn adalah kekuatan nominal  adalah faktor keamanan Rn/W adalah kekuatan izin


Kombinasi Beban DFBK •

• • • • • •

1,4D 1,2D + 1,6L + 0,5( Lr atau R ) 1,2D + 1,6( Lr atau R) + (L atau 0,5W ) 1,2D + 1,0W + L + 0,5(Lr atau R ) 1,2D + 1,0E + L 0,9D + 1,0W 0,9D + 1,0E


Kombinasi Beban DKI 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

D D+L D + (Lr atau R) D + 0,75L + 0,75(Lr atau R ) D + (0,6W atau 0,7E) a. D + 0,75L + 0,75(0,6W) + 0,75(Lr atau R) b. D + 0,75L + 0,75(0,7E) 0,6D + 0,6W

Integrity, Professionalism, & Entrepreneurship Dengan : • D adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen, termasuk dinding, lantai atap, plafon, partisi tetap, tangga dan peralatan layan tetap • L adalah beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung, termasuk kejut, tetapi tidak termasuk beban lingkungan seperti angin, hujan dan lain-lain. Faktor beban L boleh direduksi sebesar 0,5 apabila besarnya kurang atau sama dengan 4,79 kPa, dengan pengecualian pada area garasi parkir, daerah yang digunakan untuk pertemuan umum • Lr adalah beban hidup di atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja, • peralatan dan material atau selama penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak • R adalah beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air • W adalah beban angin • E adalah beban gempa yang ditentukan dari peraturan gempa, SNI 1726:2013


Contoh 1.1 : • Suatu struktur pelat lantai dipikul oleh balok dari profil WF 450.200.9.14 (berat sendiri profil = 0,76 kN/m) dengan jarak antar balok adalah sebesar 2,5 m (as ke as). Beban mati pelat lantai sebesar 2,5 kN/m2 dan beban hidup 4 kN/m2. Hitunglah beban terfaktor yang harus dipikul oleh balok tersebut sesuai kombinasi beban yang disyaratkan (SNI 1727:2015)!

Contoh 1.2 : • Suatu sistem struktur atap dari profil W 400.200.8.13 (berat sendiri profil = 0,66 kN/m) yang diletakkan setiap jarak 3 m, digunakan untuk memikul beban mati sebesar 2 kN/m2, beban hidup atap 1,5 kN/m2 serta beban angin 1 kN/m2. Hitunglah beban terfaktor yang harus dipikul oleh profil tersebut !


Penampang Profil Baja • Terdapat dua metode pembuatan penampang profil baja yaitu metode Hot-Rolled (giling panas) serta metode ColdForm (bentukan dingin) • Metode giling panas digunakan untuk menghasilkan berbagai jenis penampang baja, seperti siku, WF, T, H Beam dengan berbagai jenis ukuran serta ketebalan • Metode bentukan dingin dapat digunakan untuk menghasilkan penampang dengan ketebalan tipis, seperti Lip Channel, Z-section atau pada pembuatan penampang baja ringan.



Hot Rolled Section

Equal Angle

King Cross

Wide Flange (WF)

Queen Cross

H-Beam

Tee-Section


Cold Form Section

Light Lip Channel

Cell Form

Z - Section

Honey Comb


• Industrial Building


• Industrial Building



Transmission Tower


Cisomang Railroad Bridge


Emirates Stadium

Integrity, Professionalism, & Entrepreneurship Offshore Platform Structure

Integrity, Professionalism, & Entrepreneurship Garuda Indonesia Maintenance Facility

Perilaku Material Baja dan Konsep Perencanaan Struktur Baja

Recommend Documents